Ethylenglycol

Blandbar med vand , glycerol , pyridin , acetone , aldehyder , eddikesyre . Lille jord i ether (1 ud af 200). Praktisk talt uopløselig i benzen , olier .

Opløselighedsparameter δ

29,9 MPa 1/2 ( 25 ° C );

32,4 J 1/2 cm −3/2 ( 25 ° C )

Volumenmasse

1.127 4 g cm −3 ( 0 ° C )
1.120 4 g cm −3 ( 10 ° C )
1.113 5 g cm −3 ( 20 ° C )
1.106 5 g cm −3 ( 30 ° C )

ligning: $\ rho = 1.3151 / 0.25125 ^ {{(1+ (1-T / 719.7) ^ {{0.2187}})}}$
Densitet af væsken i kmol · m -3 og temperatur i Kelvin, fra 260,15 til 719,7 K.
Beregnede værdier:
1,11016 g · cm -3 ved 25 ° C.

T (K)	T (° C)	ρ (kmolm -3 )	ρ (gcm -3 )
260,15	−13	18.31	1.13647
290,79	17.64	17.96983	1.11535
306.11	32,96	17.79509	1.10451
321,42	48,27	17.617	1.09345
336,74	63,59	17.43533	1.08218
352.06	78,91	17.24986	1.07066
367,38	94,23	17.06031	1.0589
382,7	109,55	16,86641	1.04686
398.02	124,87	16.66782	1.03454
413,33	140,18	16.46417	1.0219
428,65	155,5	16.25504	1.00892
443,97	170,82	16.03995	0,99557
459,29	186,14	15.81835	0,98181
474,61	201,46	15.58961	0,96762
489,93	216,78	15.35296	0,95293

T (K)	T (° C)	ρ (kmolm -3 )	ρ (gcm -3 )
505,24	232.09	15.10753	0,93769
520,56	247,41	14.85226	0,92185
535,88	262,73	14.58588	0,90532
551.2	278.05	14.30682	0,888
566,52	293,37	14.01312	0,86977
581,84	308,69	13.70228	0,85047
597,15	324	13.37102	0,82991
612,47	339,32	13.01492	0,80781
627,79	354,64	12,6278	0,78378
643.11	369,96	12.20048	0,75726
658,43	385,28	11.71849	0,72734
673,75	400,6	11.15651	0,69246
689.06	415,91	10.46256	0,64939
704,38	431,23	9.49138	0,58911
719,7	446,55	5.234	0,32486

Automatisk tænding temperatur

398 ° C

Flammepunkt

111 ° C (lukket kop).

Eksplosionsgrænser i luft

3,2-15,3% vol

Mættende damptryk

ved 20 ° C : 7 Pa

ligning: $P _ {{vs}} = exp (79.276 + {\ frac {-10105} {T}} + (- 7.521) \ times ln (T) + (7.3408E-19) \ times T ^ {{6}} )$
Tryk i pascal og temperatur i Kelvins, fra 260,15 til 719,7 K.
Beregnede værdier:
12,59 Pa ved 25 ° C.

T (K)	T (° C)	P (Pa)
260,15	−13	0,248
290,79	17.64	6.44
306.11	32,96	24,91
321,42	48,27	83,23
336,74	63,59	245,14
352.06	78,91	647,59
367,38	94,23	1.556,39
382,7	109,55	3443,93
398.02	124,87	7.087,15
413,33	140,18	13 679,63
428,65	155,5	24 947,42
443,97	170,82	43.255,79
459,29	186,14	71.693,2
474,61	201,46	114,121.01
489,93	216,78	175 180,76

T (K)	T (° C)	P (Pa)
505,24	232.09	260,255,71
520,56	247,41	375,388,44
535,88	262,73	527.161,01
551.2	278.05	722.547,66
566,52	293,37	968.752,35
581,84	308,69	1.273.044,39
597,15	324	1 642 604,72
612,47	339,32	2.084.394,23
627,79	354,64	2.605.053,24
643.11	369,96	3.210.838,85
658,43	385,28	3.907.604,58
673,75	400,6	4.700.824,06
689.06	415,91	5.595.659,3
704,38	431,23	6.597.072,22
719,7	446,55	7.710.000

Dynamisk viskositet

(16,06 × 10 −3 Pa ved 25 ° C )

Kritisk punkt

8 MPa , 446,85 ° C

Lydens hastighed

1.658 m s −1 ved 25 ° C

Termokemi

S 0 gas, 1 bar

303,8 J mol −1 K −1

S 0 væske, 1 bar

163,2 J mol −1 K −1

Δ f H 0 gas

−392,2 kJ mol −1

Δ f H 0 væske

−460,0 kJ mol −1

C s

ligning: $C _ {{P}} = (3.5540E4) + (436.78) \ gange T + (- 0.18486) \ gange T ^ {{2}}$
Væskens termiske kapacitet i J · kmol -1 · K -1 og temperatur i Kelvin fra 260,15 til 493,15 K.
Beregnede værdier:
149,333 J · mol -1 · K -1 ved 25 ° C.

T (K)	T (° C)	C s $(\ tfrac {J} {kmol \ gange K})$	C s $(\ tfrac {J} {kg \ gange K})$
260,15	−13	136,660	2 202
275	1,85	141.674	2 283
283	9,85	144,343	2 326
291	17.85	146,989	2.368
298	24,85	149,284	2 405
306	32,85	151.885	2,447
314	40,85	154.462	2489
322	48,85	157.016	2.530
330	56,85	159.546	2.571
337	63,85	161.740	2 606
345	71,85	164,226	2.646
353	79,85	166,688	2.686
361	87,85	169,126	2.725
368	94,85	171.241	2 759
376	102,85	173.635	2.797

T (K)	T (° C)	C s $(\ tfrac {J} {kmol \ gange K})$	C s $(\ tfrac {J} {kg \ gange K})$
384	110,85	176,005	2.836
392	118,85	178.351	2 873
399	125,85	180,385	2.906
407	133,85	182 688	2 943
415	141,85	184.966	2 980
423	149,85	187 221	3.016
431	157,85	189,452	3 052
438	164,85	191,385	3.083
446	172,85	193.572	3 119
454	180,85	195.736	3.154
462	188,85	197 875	3 188
469	195,85	199,728	3.218
477	203,85	201 823	3.252
485	211,85	203.895	3.285
493,15	220	205 980	3 319

ligning: $C _ {{P}} = (48.218) + (1.9073E-1) \ gange T + (- 6.6117E-5) \ gange T ^ {{2}} + (- 1.8834E-8) \ gange T ^ {{3}} + (1.2555E-11) \ gange T ^ {{4}}$
Gassens varmekapacitet i J · mol -1 · K -1 og temperatur i Kelvin fra 200 til 1.500 K.
Beregnede værdier:
98,807 J · mol -1 · K -1 ved 25 ° C.

T (K)	T (° C)	C s $(\ tfrac {J} {kmol \ gange K})$	C s $(\ tfrac {J} {kg \ gange K})$
200	−73.15	83.589	1.347
286	12,85	97,002	1.563
330	56,85	103,431	1.666
373	99,85	109.427	1.763
416	142,85	115 140	1 855
460	186,85	120.692	1.945
503	229,85	125 834	2.027
546	272,85	130.696	2 106
590	316,85	135,387	2.181
633	359,85	139,696	2 251
676	402,85	143.741	2316
720	446,85	147,613	2.378
763	489,85	151.143	2 435
806	532,85	154.431	2488
850	576,85	157.556	2.538

T (K)	T (° C)	C s $(\ tfrac {J} {kmol \ gange K})$	C s $(\ tfrac {J} {kg \ gange K})$
893	619,85	160,387	2.584
936	662,85	163,009	2.626
980	706,85	165,489	2.666
1.023	749,85	167.728	2 702
1.066	792,85	169.801	2.736
1 110	836,85	171 767	2.767
1.153	879,85	173.553	2.796
1.196	922,85	175 224	2 823
1.240	966,85	176 835	2 849
1.283	1.009,85	178.333	2 873
1.326	1.052,85	179.777	2.896
1370	1096,85	181,222	2 920
1.413	1.139,85	182 627	2 942
1.456	1.182,85	184.047	2 965
1.500	1 226,85	185.545	2 989

STK

1189,2 kJ mol −1 (væske)

Elektroniske egenskaber

1 re ioniseringsenergi

10,16 eV (gas)

Krystallografi

Krystalklasse eller rumgruppe

P 212121

Mesh-parametre

a = 5,013 Å

b = 6,915 Å
c = 9,271 Å
α = 90,00 °
β = 90,00 °
γ = 90,00 °
Z = 4 ( -143,0 ° C )

Bind

321,38 Å 3

Optiske egenskaber

Brydningsindeks

n ^ {20} _ {D}

1,4318

Forholdsregler

SGH

Advarsel H302, H373, P260, P301, P312, P330, H302 : Farlig ved indtagelse
H373 : Kan forårsage organskader (angiver alle berørte organer, hvis kendt) efter gentagen eksponering eller langvarig eksponering (angiv eksponeringsvej, hvis det er endeligt bevist, at ingen anden eksponeringsvej forårsager den samme fare)
P260 : Indånd ikke støv / røg / gas / tåge / dampe / spray.
P301 : Ved indtagelse:
P312 : Ring til GIFTINFORMATION eller læge / læge, hvis du føler dig utilpas.
P330 : Skyl munden.

WHMIS

D2A, D2A : Meget giftigt materiale, der forårsager andre toksiske virkninger
teratogenicitet og embryotoksicitet hos dyr

Oplysning ved 0,1% ifølge klassificeringskriterier

NFPA 704

1 2 0

Indånding

Opkastning, lammelse

Økotoksikologi

DL 50

8,54 g kg -1 (rotte, oral)
6,61 (marsvin, oral)
13,79 ml kg -1 (mus, oral)

Eksponeringsværdi

10 ml m −3 , 26 mg m −3

Andet

Tændes ved kontakt med KMnO 4efter 10 til 20 s .

LogP

-1,93

Lugtgrænse

lav: 0,08 ppm
høj: 25 ppm

Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet.

Den ethylenglycol eller glycol eller ethan-1,2-diol er den enkleste kemisk forbindelse af familien af glycoler .

Dens strukturelle formel er HO - CH 2 CH 2 OHog dens rå formel C 2 H 6 O 2(det er den enkleste af diolerne ). Ethylenglycol anvendes ofte som en frostvæske i bil kølevæske . Ved stuetemperatur er det en farveløs, lugtfri, tyktflydende væske med en sød smag. Ethylenglycol er giftigt og dets indtagelse kræver hurtig lægehjælp.

Efternavn

"Ethan-1,2-diol" er den systematiske navn defineret af IUPAC-nomenklaturen for organisk kemi til et molekyle med to atomer af carbon (prefix Etni- ) med en binding Single dem (suffiks -ane ) og fastgjort til to grupper hydroxyl på hver af de to carbonatomer (suffiks -1,2-diol ). "Ethylenglycol" er det trivielle navn, der almindeligvis anvendes til ethan-1,2-diol.

Historie

Ethylenglycol blev syntetiseret for første gang i 1859 af den franske kemiker Charles Adolphe Wurtz via den forsæbning af ethylenglycoldiacetat af kaliumhydroxid , på den ene side, og ved hydratisering af hydrogen oxid. Ethylen på den anden side. Det blev produceret i små mængder under Første Verdenskrig som kølemiddel og som en komponent af sprængstoffer . Dens industrielle produktion begyndte i 1937 , da dens forløber, ethylenoxid , selv blev produceret i industrielle mængder til lave omkostninger.

Det forårsagede en lille revolution i luftfartsverdenen ved at erstatte vandet i kølesystemet . Dens høje kogetemperatur gjorde det således muligt at reducere størrelsen på radiatoren og dermed dens vægt og dens aerodynamiske træk. Inden ethylenglycol var tilgængelig, brugte kølesystemer højtryksvand ; disse systemer var omfangsrige og upålidelige og i luftkamp let ramt af fjendens kugler.

Fysisk-kemiske egenskaber

Ethylenglycol er den enkleste af vicinale dioler og har særlige fysisk-kemiske egenskaber på grund af dets struktur, der omfatter to tilstødende hydroxylgrupper langs carbonhydridkæden.

Det er en farveløs, lugtfri, lav flygtighed og hygroskopisk væske med lav viskositet (16,06 × 10 −3 Pa s ved 25 ° C ). Det er fuldstændigt blandbart med mange polære opløsningsmidler , såsom vand , alkoholer og acetone , og meget let opløseligt i ikke-polære opløsningsmidler , såsom benzen , toluen , dichlorethan eller chloroform .

Ethylenglycol har en kryoskopisk molær konstant på 3,11 K kg mol -1 og en ebullioskopisk molær konstant på 2,26 K kg mol -1 .

Frysetemperatur.
Blandingens viskositet med vand.
Viskositet som funktion af temperatur.

Produktion

Det syntetiseres fra ethylen via et ethylenoxidmellemprodukt, der reagerer med vand ifølge ligningen:

C 2 H 4 O + H 2 O → C 2 H 6 O 2

Denne reaktion kan katalyseres i et surt eller basisk medium eller endda ved høj temperatur. I et surt medium og med et overskud af vand kan reaktionsudbyttet nå 90%. De oligomerer af ethylenglycol ( diethylenglycol , triethylenglycol , tetraethylenglycol ) kan opnås på samme måde.

Reaktivitet og reaktioner

Anvendelsen af ethylenglycol er begrænset af nogle få forholdsregler:

undgå kontakt med stærke oxidanter, aluminium , chromylchlorid , alkalihydroxider, perchlorsyre ;
ethylenglycol er brændbart, hygroskopisk , uforeneligt med forskellige syntetiske materialer. Det kan eksplodere ved kontakt med luft efter opvarmning i form af damp eller gas.

Ethylenglycol anvendes som en beskyttelsesgruppe for carbonylgrupper under syntetiske reaktioner af organiske forbindelser. Behandling af et aldehyd eller keton med ethylenglycol i nærvær af en syrekatalysator (f.eks. P-toluensulfonsyre; bortrifluorid) giver den tilsvarende 1,3-dioxolan, som er resistent over for virkningen af baser og andre nukleofile forbindelser. Yderligere kan 1,3-dioxolanbeskyttelsesgruppen derefter fjernes ved syrehydrolyse. I dette eksempel er isophoronen beskyttet af ethylenglycol og p-toluensulfonsyre i lavt udbytte. Vandet blev fjernet ved azeotrop destillation for at forskyde ligevægten til højre.

Det bruges til beskyttelse af carbonylfunktionerne i acetaliseringsreaktionen .

brug

Ethylenglycol var bedst kendt og anvendt som frostvæske og kølemiddel . Dets lave smeltepunkt er også blevet brugt som en afisningsenhed til forruder og til jetmotorer . Ethylenglycol er primært en kemisk base i den petrokemiske industri , hvor det muliggør produktion af tekstilfibre og polyesterharpikser , herunder polyethylenterephthalat , det vigtigste materiale til plastflasker . Dens frostvæskeegenskaber gør det også til en vigtig komponent i opløsninger beregnet til konservering af organisk væv ved lav temperatur.

Den høje kogetemperatur af ethylenglycol og dens høje affinitet for vand gør det til et ideelt tørremiddel til produktion af naturgas . I dehydreringstårnene bringes den flydende ethylenglycol, der strømmer fra toppen af tårnet, således til at mødes med blandingen af vand og gasformige carbonhydrider, der undslipper fra bunden. Glykolen samler vand op og dræner til bunden, mens kulbrintedampene opsamles øverst. Ethylenglycol injiceres derefter for at gentage operationen.

Produktforgiftning

Den største fare for ethylenglycol kommer fra dets toksicitet ved indtagelse. På grund af sin søde smag kan børn og kæledyr indtage store mængder ethylenglycol, hvis de efterlades inden for rækkevidde, og sagerne er langt fra sjældne (over 7.000 formodede forgiftninger i USA i 2011). Toksiciteten skyldes hovedsageligt dets metabolitter og ikke selve ethylenglycol. Progression af symptomer på forgiftning forekommer i flere faser. Den første er udseendet af neurologiske symptomer. Offeret kan virke let beruset, klage over svimmelhed og se forvirret ud. Derefter omdanner kroppen ethylenglycol til et andet toksin, oxalsyre, der udfældes i nyrerne og forårsager akut nyresvigt .

I tilfælde af forgiftning kan der være en signifikant stigning i blodlaktatniveauer , hvilket faktisk er en falsk stigning på grund af den kemiske nærhed mellem lactat og glycolnedbrydningsprodukterne: glycolat og glyoxylat . Sidstnævnte giver faktisk krydsreaktioner med visse systemer til måling af lactatkoncentrationen. Der er også et "osmolar hul" med en målt osmolalitet, der er meget højere end den, der evalueres ved måling af natræmi, glykæmi og uræmi .

Ethylenglycol kan være dødelig for voksne. Uanset hvad er der behov for akut lægehjælp. Hvis offeret stadig er ved bevidsthed, skal du om muligt give ham 100 ml (et glas) stærk alkohol ved 45 ° at drikke. Den ethanol erstatter faktisk ethylenglycol med enzymer , som nedbryder de sidstnævnte mere toksiske forbindelser, hvilket begrænser produktionen af toksiner (kendt som en kompetitiv inhibitor). Personen skal også føres til et hospital, hvor de i stedet for ethanol kan få andre hæmmere af alkoholdehydrogenase, det enzym, der er ansvarligt hos mennesker for at omdanne ethanol til ethanol. Ethanal og ethylenglycol i oxalsalt aldehyd , som vil transformere (tak til andre dehydrogenaser) til sidst i oxalat, som er giftigt for det. En af disse hæmmere er fomepizol .

På grund af dets toksicitet er der allerede blevet talt om ethylenglycol i medierne:

i 2007 blev glykol opdaget i tandpastaer fra Kina. Producenter, der blev enige om at svare på journalister, forklarede, at glykolen gør det muligt for dejen at have den rigtige konsistens. I princippet sluger du ikke tandpasta, når du børster tænder, men i praksis kan det meget godt ske, især med børn.

sikkerhed

Antændelighed

Ikke meget brandfarligt i flydende tilstand, ethylenglycol kan være eksplosivt i gasform. Det er derfor vigtigt at håndtere det i godt ventilerede rum (koncentration mindre end 100 mg m −3 ).

Den elektrolyse af ethylenglycol med en sølv anode frembringer en exoterm reaktion .

Forholdsregler

Ethylenglycoldampe er irriterende, før de er farlige. Kronisk eksponering er dog kilden til patologier, der i Frankrig anerkendes som erhvervssygdomme ved socialsikringskoden .

Noter og referencer

ETHYLEN - GLYCOL , sikkerhedsark (er) fra det internationale program for kemisk sikkerhed , hørt den 9. maj 2009
beregnet molekylmasse fra " Atomic vægte af elementerne 2007 " på www.chem.qmul.ac.uk .
D. R. Lide, 2007 , kap. 3 (“Fysiske konstanter af organiske forbindelser”), s. 232.
(i) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd ed. , 1076 s. ( ISBN 978-0-387-69002-5 og 0-387-69002-6 , læs online ) , s. 294
(in) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents , vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd,1999, 239 s. ( ISBN 0-471-98369-1 )
(da) Robert H. Perry og Donald W. Green , Perrys Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th ed. , 2400 s. ( ISBN 0-07-049841-5 ) , s. 2-50
D. R. Lide, 2007 , kap. 15 (“Praktiske laboratoriedata”), s. 17.
DR Lide, 2007 , kap. 6 (“Fluid Properties”), s. 49.
DR Lide, 2007 , kap. 14 (“Geofysik, astronomi og akustik”), s. 40.
D. R. Lide, 2007 , kap. 5 ("Termokemi, elektrokemi og kinetik"), s. 22.
(i) Carl L. kæberne, Handbook of Termodynamiske Diagrams: Organic Compounds C8 til C28 , vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996, 396 s. ( ISBN 0-88415-857-8 )
(i) David R. Lide , Gummibibelen , Boca Raton, CRC Press,18. juni 2002, 83 th ed. , 2664 s. ( ISBN 0849304830 , online præsentation ) , s. 5-89
DR Lide, 2007 , kap. 10 ("Atomisk, molekylær og optisk fysik"), s. 213.
" Ethylenglycol " , på reciprocalnet.org (adgang 14. juni 2012 )
SDS oprettet af Sigma-Aldrich [1]
" Ethylenglycol " i databasen over kemikalier Reptox fra CSST (Quebec-organisation med ansvar for sikkerhed og sundhed på arbejdspladsen), adgang til 24. april 2009
" Ethylenglycol " på hazmap.nlm.nih.gov (adgang 14. november 2009 )
"Ethan-1,2-diol" , om ESIS , adgang til 20. februar 2009
CA Wurtz , “ Memoir on glycols or diatomic alcohols ”, Annal. Chim. Phys. , 3 E- serie, vol. 55,1859, s. 400-478 ( læs online ).
CA Wurtz , “ Syntese af glycol med ethylenoxid og vand ”, CR Hebd. Acad-sessioner. Sci. , Vol. XLIX, nr . 21,1859, s. 813-815 ( læs online ).
H. Yue, 2012 .
DR Lide, 2007 , kap. 15 (“Praktiske laboratoriedata”), s. 28.
DR Lide, 2007 , kap. 15 (“Praktiske laboratoriedata”), s. 27.
http://xotxim.ru/etilenglikol/
Bronstein AC, Spyker DA, Cantilena LR, Rumack BH og Dart RC, 2011 årsrapport fra American Association of Poison Control Centers 'National Poison Data System (NPDS): 29. årsrapport , Clin. Toxicol. (Phila), 2012, 50: 911-1164
Guo C, Cenac TA, Li Y og McMartin KE, calciumoxalat og ikke andre metabolitter, er ansvarlig for nyretoksiciteten af ethylenglycol , Toxicol. Lett. , 2007, 173: 8-16
Oostvogels R, Kemperman H, Hubeek I og ter Braak EW, vigtigheden af osmolalitetsgabet i ethylenglykolforgiftning , BMJ, 2013, 347: f6904
INRS , “Fiche toxicologique n ° 25” , september 2016
Brent J, McMartin K, Phillips S et al. , Fomepizol til behandling af ethylenglycolforgiftning , N. Engl. J. Med. , 1999, 340: 832-838

Se også

Bibliografi

(en) H. Yue , Y. Zhao et al. , “ Ethylenglycol: egenskaber, syntese og anvendelser ” , Chem. Soc. Rev. , Vol. 41,2012, s. 4218-4244 ( ISSN 0306-0012 , DOI 10.1039 / C2CS15359A ).
(en) DR Lide ( dir. ), CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, FL, CRC Press ,2007, 88 th ed. , 2640 s. ( ISBN 978-0-8493-0488-0 ).

Relaterede artikler

eksterne links

INRS, "Toksikologisk ark nr. 25" ,september 2016.
International sikkerhedskort .